Calcio para niños
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Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nombre, símbolo, número | Calcio, Ca, 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie química | Metales alcalinotérreos | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo, período, bloque | 2, 4, s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atómica | 40,078 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electrónica | [Ar] 4s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dureza Mohs | 1,75 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrones por nivel | 2, 8, 8, 2 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Apariencia | Blanco plateado | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio medio | 180 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividad | 1,00 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio atómico (calc) | 194 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio covalente | 176 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado(s) de oxidación | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Óxido | Base fuerte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.ª energía de ionización | 589,8 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.ª energía de ionización | 1145,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.ª energía de ionización | 4912,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Líneas espectrales | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado ordinario | Sólido (diamagnético) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidad | 1550 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de fusión | 1115 K (842 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de ebullición | 1757 K (1484 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpía de vaporización | 153,6 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpía de fusión | 8,54 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor | 254 Pa a 1112 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristalina | Cúbica centrada en las caras | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor específico | 0,632 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad eléctrica | 29,8·106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad térmica | 201 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidad del sonido | 3810 m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Artículo principal: Isótopos del calcio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El calcio (del latín calx, calis, que significa "cal") es un elemento químico con el símbolo Ca y el número atómico 20. Su masa atómica es de 40,078 u. Es un metal blando y de color gris plateado.
El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre. También es el ion más común disuelto en el agua de mar, después del sodio, cloruros, magnesio y sulfatos.
En los seres vivos, el calcio se encuentra como ion (Ca2+) o formando parte de otras moléculas. Es un componente clave de los huesos en animales como los vertebrados y de las conchas en moluscos. Los iones de calcio ayudan a muchas enzimas a funcionar, participan en cómo el cuerpo usa el glucógeno y, junto al potasio y el sodio, controlan la contracción muscular. La cantidad de calcio en los organismos varía, pero en promedio es el 2,45% en los seres vivos. En las plantas, es solo el 0,007%.
A menudo, cuando la gente habla de "calcio", se refiere a sus sales, como cuando dicen "esta agua tiene mucho calcio" o "en las tuberías se deposita mucho calcio".
Contenido
- ¿Qué es el Calcio? Características y Propiedades
- Isótopos del Calcio: ¿Qué son y para qué sirven?
- Historia del Descubrimiento del Calcio
- ¿Dónde se encuentra el Calcio y cómo se obtiene?
- Usos y Aplicaciones del Calcio
- El Calcio en los Seres Vivos: Funciones Biológicas
- El Calcio en las Plantas
- Más información sobre el Calcio
- Véase también
¿Qué es el Calcio? Características y Propiedades
El calcio es un metal alcalinotérreo. Cuando se quema, produce una llama roja y forma óxido de calcio. Las superficies de calcio recién cortadas son de color blanco plateado. Sin embargo, al exponerse al aire, cambian rápidamente a un color ligeramente amarillo y, finalmente, a gris o blanco. Esto ocurre porque reacciona con la humedad del aire para formar hidróxido de calcio. El calcio metálico reacciona fuertemente con el agua, liberando hidrógeno y formando hidróxido de calcio (Ca(OH)2).
Isótopos del Calcio: ¿Qué son y para qué sirven?
El calcio tiene cinco isótopos que son estables. El más común es el 40Ca, que representa el 97% del calcio natural. El 40Ca y el 40Ar se forman de la desintegración del 40K. Aunque el argón se usa para saber la edad de rocas en geología, el calcio 40Ca es tan común que no se usa de la misma manera.
Un isótopo llamado 41Ca se forma en las capas superiores del suelo por la acción de neutrones. Los científicos estudian el 41Ca porque se convierte en 41K, lo que ayuda a entender cambios en el sistema solar.
Historia del Descubrimiento del Calcio
El calcio fue descubierto en 1808 por Humphry Davy. Lo logró usando un proceso llamado electrólisis con una mezcla de mercurio y cal. Davy mezcló cal húmeda con óxido de mercurio sobre una lámina de platino (el ánodo) y sumergió mercurio (el cátodo) en la pasta. Al aplicar electricidad, obtuvo una mezcla que, al ser destilada, dejó un residuo sólido. Aunque Davy no estaba seguro de haber obtenido calcio puro, más tarde, en 1854, Bunsen y en 1856, Matthiessen, lo obtuvieron por electrólisis del cloruro de calcio. Henri Moissan logró obtener calcio con un 99% de pureza usando electrólisis del yoduro de calcio. A principios del siglo XX, el calcio solo se producía en laboratorios.
¿Dónde se encuentra el Calcio y cómo se obtiene?
El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre, constituyendo el 3,5% de su peso. No se encuentra solo, sino que forma parte de muchos compuestos importantes para la industria. Algunos de estos compuestos son los carbonatos, que se encuentran en minerales como la calcita y la dolomita, o en rocas como el mármol y la caliza. También se encuentra en el sulfato cálcico (como el yeso y el alabastro). A partir de estos materiales se producen la cal viva, la escayola y el cemento. Otros minerales que contienen calcio son la fluorita (CaF2) y el apatito (un fosfato).
El calcio metálico se obtiene mediante electrólisis del cloruro de calcio (CaCl2) fundido. Este cloruro de calcio es un subproducto del proceso Solvay.
Usos y Aplicaciones del Calcio
El calcio se usa para extraer otros metales como el uranio, el circonio y el torio. También ayuda a eliminar el oxígeno, el azufre o el carbono de diferentes aleaciónes, tanto las que contienen hierro como las que no. Es un elemento que se añade a otras sustancias para crear aleaciones, por ejemplo, con el aluminio, el berilio, el cobre, el plomo y el magnesio. Además, el calcio se utiliza en muchos productos lácteos y medicamentos para fortalecer los huesos. La falta de calcio en los huesos puede llevar a enfermedades como la osteoporosis.
El óxido de calcio (CaO), conocido como cal viva, se obtiene calentando caliza (una roca rica en carbonato de calcio) en hornos especiales. La cal viva se usa mucho en la construcción. También se emplea en luces de alta intensidad y como un agente que absorbe la humedad en la industria. En la industria metalúrgica, el óxido de calcio es importante para reducir aleaciones que contienen hierro.
El hidróxido de calcio (Ca(OH)2), llamado cal apagada, tiene muchos usos. Cuando la cal viva se convierte en cal apagada, su volumen se duplica, lo que la hace útil para romper rocas o madera.
El Calcio en los Seres Vivos: Funciones Biológicas
El calcio no solo es importante para construir y mantener huesos y dientes, sino que también tiene muchas funciones en el metabolismo del cuerpo.
Ayuda a las membranas celulares a transportar sustancias y a liberar neurotransmisores. El calcio es necesario para la trasmisión nerviosa y para regular los latidos cardíacos. Un buen equilibrio de iones de calcio, sodio, potasio y magnesio mantiene el tono muscular y controla la sensibilidad de los nervios.
El calcio actúa como un "segundo mensajero" dentro de las células. Por ejemplo, el ion Ca2+ es clave para la contracción de los músculos y es esencial para que la sangre se coagule. El principal lugar donde se guarda el calcio dentro de las células es el retículo endoplasmático. También participa en la regulación de algunas enzimas y actúa como un cofactor enzimático, similar al magnesio, en procesos de transferencia de fosfato.
Algunas sales de calcio son difíciles de disolver, como el sulfato (CaSO4) y el carbonato (CaCO3). El calcio forma parte de varios biominerales. En los seres humanos, está presente en los huesos como hidroxiapatito cálcico.
Calcio en los Huesos
El calcio que se almacena en los huesos tiene dos partes: una que es muy estable y no se cambia fácilmente, y otra que se puede intercambiar rápidamente y participa en las actividades del cuerpo. La parte intercambiable es como una reserva que se acumula cuando comes suficiente calcio. Se guarda principalmente en los extremos de los huesos largos y se usa cuando el cuerpo necesita más, como durante el crecimiento. Si no hay suficiente calcio en la dieta por mucho tiempo, el cuerpo toma calcio de los huesos, lo que puede debilitarlos.
El calcio en los huesos se encuentra en forma de hidroxiapatita, una estructura cristalina de fosfato de calcio que se organiza alrededor de una proteína llamada colágeno. Esto le da fuerza y rigidez a los huesos. Otros iones como el flúor, el magnesio, el Zinc y el sodio también están presentes. Los mismos tipos de cristales se encuentran en el esmalte y la dentina de los dientes. En los dientes, el intercambio de minerales es menor, por lo que el calcio no se libera fácilmente en momentos de deficiencia.
Las células llamadas osteoclastos (que disuelven hueso) y osteoblastos (que forman hueso) participan en la formación y remodelación de los huesos. Estas células son controladas por hormonas y la vitamina D.
Calcio en la Sangre
El calcio en la sangre se divide en tres tipos: calcio libre (ionizado), calcio unido a fosfatos y calcio unido a proteínas. El calcio ionizado es el que realiza la mayoría de las funciones importantes en el cuerpo. Su nivel en la sangre es controlado por hormonas y la vitamina D. La concentración de calcio en la sangre se mantiene en un rango muy específico, entre 8,8 y 10,8 mg/dL.
¿Cómo el cuerpo absorbe y elimina el Calcio?
El calcio se absorbe en el tracto gastrointestinal, principalmente en el duodeno. Hay dos formas principales de absorción:
- Un sistema activo que ocurre en el duodeno y el yeyuno proximal. Este sistema es controlado por la vitamina D3, que ayuda a las células del intestino a absorber más calcio.
- Un mecanismo pasivo que ocurre a lo largo de todo el intestino y no depende de la vitamina D.
El calcio solo se absorbe si está disuelto en agua y no se une a otros componentes de la dieta, como los oxalatos.
Factores que ayudan a la absorción de calcio incluyen la vitamina D activa, un pH ácido y la lactosa (el azúcar de la leche). Factores que la disminuyen son la falta de vitamina D, el ácido oxálico (en espinacas y acelgas), el ácido fítico (en las cáscaras de los cereales), la fibra dietética, algunos medicamentos y el envejecimiento.
Normalmente, la mayor parte del calcio que comemos se elimina por las heces y la orina en cantidades similares. La cantidad de calcio eliminada por la orina cambia a lo largo de la vida y con el ritmo de crecimiento de los huesos.
El consumo de cafeína y teofilina también puede aumentar la eliminación de calcio, al igual que un consumo excesivo de proteínas. También se pierde calcio a través del sudor y la exfoliación de la piel. La actividad física intensa con mucha sudoración aumenta estas pérdidas. La inmovilidad prolongada, como el reposo en cama, también aumenta la pérdida de calcio porque los huesos no reciben suficiente tensión.
¿Qué pasa si falta Calcio?
Una deficiencia de calcio a largo plazo, especialmente desde una edad temprana, puede causar:
- Problemas en los huesos: como la osteomalacia, el raquitismo y la osteoporosis. La osteoporosis es una condición donde los huesos se vuelven más débiles y se rompen con facilidad. Esto puede deberse a una baja ingesta de calcio durante el crecimiento, poca actividad física, o el consumo de café y bebidas gaseosas tipo cola. La osteomalacia es cuando los huesos no se endurecen bien, a menudo por falta de vitamina D. El raquitismo es una enfermedad similar en niños, que causa huesos débiles y deformidades como piernas arqueadas.
- Tetania: Si los niveles de calcio en la sangre son muy bajos, los nervios se vuelven más sensibles, causando espasmos musculares o calambres.
- Otras condiciones: como hipertensión arterial y hipercolesterolemia.
¿Qué pasa si hay demasiado Calcio?
Una ingesta muy alta de calcio, especialmente con niveles altos de vitamina D, puede llevar a una condición llamada hipercalcemia. Esto puede causar que el calcio se acumule en exceso en los huesos y en otros tejidos blandos. También puede interferir con la absorción de hierro y zinc.
Cantidad de Calcio Recomendada
Es importante consumir la cantidad adecuada de calcio cada día. Aquí tienes una guía:
Grupo de edad | Cantidad de calcio recomendada |
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Bebés (hasta 6 meses) | 400 mg |
Bebés (6-12 meses) | 600 mg |
Niños (1-10 años) | 800-1200 mg |
Adolescentes (11-18 años) | 1200-1500 mg |
Adultos (25-30 años) | 1000 mg (mujeres) 800 mg (hombres) |
Mujeres después de la menopausia | 1000-1500 mg |
Alimentos Ricos en Calcio
Los alimentos con más calcio son los productos lácteos, especialmente el queso. También los pescados pequeños que se comen enteros, como las sardinas y los boquerones, ya que sus espinas y vértebras tienen mucho calcio. Algunas legumbres y vegetales de hoja verde oscura, como la col, el brócoli y el nabo fresco, también contienen calcio, aunque en menor cantidad. La semilla de soja y el amaranto son buenas fuentes de calcio.
A veces se usan suplementos de calcio para aumentar su cantidad en el intestino y mejorar la absorción. El carbonato de calcio es el suplemento más común, aunque no se disuelve fácilmente. El citrato de calcio es más soluble, aunque contiene menos calcio por peso.
El Calcio en las Plantas
Importancia del Calcio para las Plantas
El calcio es un nutriente muy importante para las plantas, ya que participa en muchos de sus procesos vitales. Es esencial para que las raíces crezcan bien (incluyendo los pelos radicales), forma parte de las estructuras de las células como la pared celular y la membrana plasmática, y es fundamental para la división y el crecimiento de las células. Otras funciones del calcio en las plantas incluyen ayudar a las proteínas a unirse, regular enzimas, controlar la acción de las hormonas y señales, y mantener el equilibrio iónico dentro de la célula.
Problemas por la Falta de Calcio en Plantas
Cuando las plantas no tienen suficiente calcio, sus membranas y paredes celulares se debilitan y pueden romperse. Las plantas con deficiencia de calcio pueden perder firmeza en la parte superior de sus frutos, lo que se extiende hacia la base. Esto causa un daño conocido como Blossom End Rot (BER) o podredumbre apical del fruto. En cultivos de invernadero, especialmente en plantas que necesitan mucho calcio como el tomate, es más probable que los frutos sufran este daño.
Podredumbre Apical del Fruto (Blossom End Rot)
La podredumbre apical del tomate es un problema que causa grandes pérdidas económicas. Ocurre por problemas en cómo la planta absorbe y transporta el calcio desde las raíces hasta los frutos. No siempre se debe a que no haya suficiente calcio en el suelo, sino a cualquier factor que dificulte su absorción y transporte. Factores como la alta salinidad del suelo, la falta de agua (estrés hídrico), la ausencia de oxígeno (anoxia) y el daño a las raíces por plagas, pueden causar este problema en los frutos.
Otro factor que contribuye a la podredumbre apical son las altas temperaturas en el ambiente y el suelo, junto con una baja humedad relativa. Estas condiciones hacen que la planta transpire mucho. Cuando esto sucede, el calcio tiende a acumularse en las hojas y muy poco llega a los frutos en crecimiento. Esto ocurre porque el calcio se mueve en la planta con el flujo de agua, y al ser un elemento que no se mueve una vez que llega a las hojas, no puede ir a los frutos. Los frutos que crecen bajo estas condiciones muestran deficiencias de calcio, lo que lleva a la pudrición de su parte superior.
La aparición de la podredumbre apical en el tomate se debe principalmente a una falta de coordinación entre el transporte de nutrientes por el floema, el calcio por el xilema, y el rápido crecimiento de las células en la parte superior del fruto. Es decir, es una interacción entre la velocidad de crecimiento del fruto y la velocidad con la que el calcio llega a esa parte.
Más información sobre el Calcio
- Metabolismo del calcio
- Ciclo del calcio
Véase también
En inglés: Calcium Facts for Kids